汽车半实物实时仿真平台视景系统的设计与实现

论文摘要

视景仿真是虚拟现实技术最重要的表现形式,根据仿真的目的,通过构造仿真对象的三维模型或再现真实的环境,达到逼真的仿真效果,还可以配合其他仿真系统开展研究、分析。利用实时化的车辆动力学仿真系统,实时显示车辆各种姿态数据的动态变化,使研究过程更加直观、成果更加丰富一直是研究人员所期望的目标。本文基于虚拟现实技术和计算机仿真技术,根据视景显示实现的目标和要求,在系统总体设计、虚拟场景的构建、视景渲染驱动实现方面开展了一定的研究工作,完成了以客车为仿真对象,以交通部公路交通试验场为仿真虚拟环境的可视化展示。研究工作主要包括提出适合项目研究的视景系统解决方案、分析系统各组成部分的功能、在精确测量的数据基础上针对交通部公路交通试验场进行视景建模,通过三维虚拟现实地形仿真技术进行渲染,再通过驱动模型和场景,进行实时动态显示和试验验证,最终开发出一套基于ADI仿真平台的视景显示系统。仿真结果表明,设计方案合理、有效,系统各组成模块功能满足设计要求,证明整个系统设计是可行的。本文的研究成果可为相关基于虚拟现实技术的车辆动力学仿真研究工作提供技术支持和一定的参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 半实物仿真及视景系统的发展及现状
• 1.2.1 仿真技术
• 1.2.2 视景仿真
• 1.2.3 视景仿真国内外研究现状
• 1.3 课题研究的目的和内容
• 1.3.1 课题主要研究目的
• 1.3.2 本文主要研究内容
• 第二章 汽车半实物实时仿真平台与视景系统总体设计
• 2.1 汽车半实物仿真平台用途
• 2.2 ADI半实物实时仿真平台介绍
• 2.3 总体设计方案
• 2.3.1 总体技术指标与要求
• 2.3.2 总体结构设计
• 2.4 视景系统
• 2.4.1 视景系统设计目标
• 2.4.2 视景系统的基本性能指标
• 2.4.3 视景系统的作用
• 2.4.4 视景系统组成与工作原理
• 2.5 本章小结
• 第三章 虚拟场景的建立
• 3.1 虚拟场景建模软件MultiGen Creator
• 3.1.1 软件的选择
• 3.1.2 MultiGen Creator简介
• 3.2 建模关键技术
• 3.2.1 细节层次（LOD）技术
• 3.2.2 纹理映射（Texture Mapping）技术
• 3.2.3 公告板（Billboard）技术
• 3.2.4 自由度（DOF,Degree Of Freedom）技术
• 3.2.5 实例（Instance）技术
• 3.2.6 外部引用（External Reference）技术
• 3.3 交通部公路交通试验场建模
• 3.3.1 交通部公路交通试验场介绍
• 3.3.2 整体建模流程
• 3.3.3 数据的测量与收集
• 3.3.4 建立试验场模型与场景优化
• 3.4 本章小结
• 第四章 实时驱动与视景实现
• 4.1 车辆动力学系统介绍
• 4.1.1 车辆动力学系统的建模环境
• 4.1.2 车辆动力学系统的说明
• 4.1.3 动力传动一体化系统模型的建立
• 4.1.4 底盘与车身系统建模
• 4.1.5 动力学模型输入ADI仿真机
• 4.2 视景驱动环境介绍
• 4.2.1 Vega简介
• 4.2.2 Vega基本类库及层次结构
• 4.2.3 VC++介绍
• 4.3 仿真驱动的实现
• 4.3.1 Lynx参数设置
• 4.3.2 通信设置
• 4.3.3 基于MFC的Vega编程实现
• 4.4 仿真结果
• 4.5 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间参与的科研项目和公开发表的论文
• 致谢